способ изготовления мозаичного изделия

Формула изобретения

1. Способ изготовления мозаичного изделия, заключающийся в образовании внешнего контура рисунка мозаики в материале фона и изготовлении элементов мозаики пучком лазерного излучения и последующем соединении их с основой при помощи связующего, отличающийся тем, что образование внешнего контура рисунка мозаики и изготовление элементов мозаики осуществляют сфокусированным пучком лазерного излучения с эквидистантной суммарной коррекцией размеров смежных контуров или их смежных частей на величину, равную диаметру пятна фокусировки, при этом коррекция каждого из контуров или его частей направлена в сторону смежного контура или его части, затем соединяют с основой сначала материал фона, а затем элементы мозаики по рисунку без зазора относительно друг друга.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что образование контура внешнего рисунка мозаики и изготовление элементов мозаики осуществляют с эквидистантной коррекцией размеров внешнего контура рисунка мозаики и контуров элементов мозаики на величину, равную половине диаметра пятна фокусировки, при этом коррекцию размеров внешнего контура рисунка мозаики осуществляют с уменьшением, а коррекцию размеров контуров элементов мозаики - с увеличением.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что при изготовлении мозаичного изделия из термопластичных материалов дополнительно увеличивают коррекцию размеров контуров на величину, равную 0,05-0,1 диаметра пятна фокусировки.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по крайней мере один из контуров или его часть выполняют без коррекции размеров, а смежные с ним контуры или их части выполняют с эквидистантной коррекцией размеров на величину, равную диаметру пятна фокусировки, при этом коррекцию размеров внешнего контура рисунка мозаики или его части осуществляют с уменьшением, а коррекцию размеров контуров элементов мозаики или их частей - с увеличением.

5. Способ по пп. 1 и 4, отличающийся тем, что внешний контур рисунка мозаики выполняют без коррекции размеров, а смежные с ним контуры или их части элементов мозаики выполняют с эквидистантной коррекцией размеров на величину, равную диаметру пятна фокусировки.

6. Способ по пп. 1, 4 и 5, отличающийся тем, что при изготовлении мозаичного изделия из термопластичных материалов увеличивают коррекцию размеров контуров на величину, равную 0,1-0,2 диаметра пятна фокусировки.

7. Способ по пп. 1-6, отличающийся тем, что по крайней мере один элемент- мозаики выполнен по крайней мере с одним встроенным элементом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области создания мозаичных изделий, изготовляемых из натурального линолеума, материалов на основе ПВХ, пластических материалов, ковровых напольных покрытий, паркета, ламината, натуральных и искусственных камней, различного вида тканей и пр. Эти мозаичные изделия могут быть использованы при создании напольных покрытий, облицовочных панелей, мебельных плит, декоративно-художественных панно, информационных знаков или текстов, фирменных эмблем, логотипов и пр. в том числе в рекламных целях.

Способы создания мозаичных изделий основываются на образовании элементов мозаики и последующем соединении их друг с другом по рисунку мозаики и с основой.

Известен способ изготовления мозаичного изделия, в котором элементы мозаики соединяют друг с другом и с основой с помощью связующего (1). Прочность взаимного соединения компонентов мозаичного изделия в данном решении обусловлена проникновением связующего в зазоры под влиянием сил капиллярного натяжения на 2/3 - 3/4 их высоты. Для этого должны выполняться определенные соотношения между высотой элементов мозаики, расстоянием между ними и параметрами связующего.

Недостатком известного решения является наличие значительных зазоров между элементами мозаики (~1мм и более) при реально существующих толщинах материалов, из которых изготавливаются указанные выше мозаичные изделия: дерево, камень, линолеум. Зазоры между элементами мозаики и основой мешают целостному восприятию мозаичного рисунка.

Известен способ изготовления мозаичных изделий из древесины (2), заключающийся в образовании контура мозаики в основе, изготовлении элементов мозаики и запрессовки их в контур. Образование контура мозаики и изготовление элементов мозаики может осуществляться в том числе при помощи лазера. Зазоры между элементами мозаики в данном случае незначительны. Технологически данный способ, однако, сложен, т.к. требует соответствующей химической обработки основы и определенных условий на запрессовку: нагрев до 150^oС и давление до 50 кг/см².

Известен способ изготовления мозаичных изделий из древесины (3), заключающийся в образовании контура рисунка мозаики в материале фона и элементов мозаики пучком лазерного излучения с последующим соединением их с основой. Данный способ является наиболее близким техническим решением к заявленному и выбран в качестве прототипа. Недостатком этого решения является наличие зазоров между элементами мозаики, обусловленных реальной шириной реза лазерным лучом. Зазоры между элементами рисунка мозаики препятствуют целостному ее восприятию.

При изготовлении мозаичных изделий применяются специальные методы заполнения образовавшихся зазоров, например, специальными пастами, клеем, герметиками, лаком при изготовлении мозаики из твердых материалов (дерево, камень и т. п.), или последующая сварка стыков специальным шнуром при изготовлении мозаичных покрытий из термопластичных материалов.

Техническим результатом изобретения является повышение качества мозаичного изделия за счет отсутствия зазоров между его элементами и упрощение технологии его изготовления.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления мозаичного изделия по п.1 (см. фиг.1), заключающемся в образовании контура рисунка мозаики в материале фона и изготовлении элементов мозаики пучком лазерного излучения и последующем соединении их с основой при помощи связующего, образование внешнего контура рисунка мозаики и изготовление элементов мозаики осуществляют сфокусированным пучком лазерного излучения с эквидистантной суммарной коррекцией размеров смежных контуров или их смежных частей на величину, равную диаметру пучка фокусировки, при этом коррекция каждого из контуров или его частей направлена в сторону смежного контура или его части, затем соединяют с основой сначала материал фона, а затем элементы мозаики по рисунку без зазора относительно друг друга.

Для обработки различных материалов необходима плотность мощности лазерного излучения, достигающая 10⁵ Вт/см². Мощные лазеры имеют на выходе пучок лазерного излучения диаметром 8 20 мм и более. Для получения качественного и точного реза, а также для достижения требуемого уровня плотности мощности пучок лазерного излучения необходимо сфокусировать. Диаметр пятна фокусировки лазерного излучения определяет ширину реза. Ширина реза равна диаметру пятна фокусировки лазерного излучения: D = F, где - угол расходимости лазерного пучка, F - фокусное расстояние фокусирующей линзы. При = 310^-3 рад и F=100 мм диаметр пятна фокусировки и соответственно ширина реза будут равны D=0,3 мм, что достаточно для обеспечения точного и качественного реза.

Коррекция размеров осуществляется для устранения зазоров между элементами мозаики. Чтобы совместить элементы мозаики без зазора, в программу резки внешнего контура рисунка мозаики и контуров элементов вводится коррекция размеров, суммарная величина которой равна диаметру пятна фокусировки D, т. е. ширине реза. Так, если величина коррекции размеров одного контура равна kD (где 0k1), то величина коррекции смежного с ним контура будет равна (1-k)D, а суммарная коррекция составит величину, равную диаметру пятна фокусировки D. После введенной коррекции элементы мозаики совмещаются без зазора относительно друг друга, что создает целостное восприятие рисунка мозаики.

На фиг. 1 5 представлены фрагменты мозаичного изделия со схемами образования контуров рисунка и элементов мозаики, а также величиной и направлением коррекции размеров контуров или их частей, где

1 - материал фона;

2 - элементы мозаики;

3 - контур рисунка мозаики, подвергаемый коррекции;

4 - контур элемента мозаики, подвергаемый коррекции;

5 - направление и величина коррекции размеров;

6 - контур совмещения элементов мозаики;

7 - встроенный элемент;

D - диаметр пятна фокусировки пучка лазерного излучения (ширина реза).

В способе по п.2 (фиг.2) образование внешнего контура рисунка мозаики в материале фона и изготовление элементов мозаики осуществляют с эквидистантной коррекцией размеров контура внешнего рисунка мозаики и контуров элементов мозаики на величину, равную половине диаметра пятна фокусировки лазерного излучения, при этом коррекцию размеров внешнего контура рисунка мозаики осуществляют с уменьшением, а коррекцию размеров контуров элементов мозаики осуществляют с увеличением. То есть величина коррекции каждого из смежных контуров равна 0,5D (при k=0,5), а суммарная коррекция составляет величину, равную диаметру пятна фокусировки D. При этом совмещение элементов мозаики происходит по рисунку мозаики, без зазора относительно друг друга. Этот способ наиболее технологичен и прост с точки зрения коррекции размеров контуров при составлении программы резки внешнего контура рисунка мозаики и элементов мозаики.

При изготовлении мозаичного изделия из термопластичных материалов (п.3 способа) дополнительно увеличивают коррекцию размеров внешнего контура рисунка мозаики и контуров элементов мозаики на 0,050,1 диаметра пятна фокусировки. Таким образом, изменение размеров контура внешнего рисунка мозаики и контуров элементов достигает 0,6 диаметра пятна фокусировки. При таком изготовлении элементы мозаики устанавливаются в материал фона и по отношению друг к другу с некоторым "натягом". В зависимости от линейных размеров элементов мозаики и самого рисунка "натяг" может достигать 0,2 диаметра пятна фокусировки. "Натяг" позволяет компенсировать возможные температурные деформации элементов мозаики при изменениях температуры окружающей среды и возможное при этом раскрытие стыков между элементами, а также возможное раскрытие стыков при наличии неровностей основы, например, в случае изготовления напольных покрытий из ковролина, линолеума и т.п.

В способе по п.4 (см. фиг.3), по крайней мере, один из контуров или его часть выполняют без коррекции размеров, а смежные с ним контуры или их части выполняют с эквидистантной коррекцией размеров на величину, равную диаметру пятна фокусировки, при этом коррекцию размеров внешнего контура рисунка мозаики осуществляют с уменьшением, а коррекцию размеров контуров элементов мозаики осуществляют с увеличением. То есть один из смежных контуров или его часть выполняют без коррекции размеров (k=0), а другой выполняют с коррекцией, величина которой равна D (k=1). Таким образом, суммарная коррекция в этом случае также равна D. Способ целесообразно использовать при создании мозаики из разнородных материалов.

В способе по п.5 (фиг.4) внешний контур рисунка мозаики выполняют без коррекции размеров, а смежные с ним контуры или их части элементов мозаики выполняют с эквидистантной коррекцией размеров на величину, равную диаметру пятна фокусировки. Коррекция размеров частей контуров элементов мозаики, примыкающих к внешнему контуру рисунка мозаики, производится в сторону увеличения на величину D. С частями контуров элементов мозаики, соприкасающимися между собой, поступают, например, аналогичным образом. Одну из них оставляют без коррекции, другую корректируют на величину D в сторону увеличения. Способ также используется при создании мозаики из разнородных материалов, что позволяет упростить работу по коррекции размеров по сравнению со способом по п.4.

В способе по п.6 при изготовлении мозаичного изделия из термопластичных материалов дополнительно увеличивают коррекцию размеров контуров на величину, равную 0,10,2 диаметра пучка фокусировки. То есть величина коррекции одного из смежных контуров достигает 1,2D. При этом элементы мозаики устанавливаются в материал фона и по отношению друг к другу с "натягом", достигающим 0,2 диаметра пятна фокусировки, что компенсирует возможное раскрытие стыков из-за различных дефектов основы или температурных деформаций.

В способе по п.7 (фиг.5) при изготовлении мозаичного изделия, по крайней мере, один элемент мозаики выполнен, по крайней мере, с одним встроенным элементом. При этом правила коррекции на контур встроенного элемента и охватывающий его контур элемента мозаики такие же, как и при изготовлении внешнего контура рисунка мозаики и элементов мозаики: коррекцию охватывающего контура осуществляют с уменьшением, а коррекцию контура встроенного элемента - с увеличением размеров. В данном случае охватывающий контур рассматривается как внешний контур внутреннего рисунка мозаики.

Изготовление внешнего контура рисунка мозаики в материале фона и элементов мозаики осуществляется по одному из пунктов данного способа с помощью сфокусированного лазерного излучения по специальной программе. В программу резки внешнего контура рисунка мозаики и элементов мозаики вносится соответствующая коррекция размеров. После образования внешнего контура рисунка мозаики материал фона при помощи связующего соединяется с основой. Затем также при помощи связующего элементы мозаики последовательно соединяются с основой, без зазора относительно друг друга. После образования неразъемного соединения изделие можно подвергнуть окончательной обработке (шлифовке, полировке, покрытию специальными составами, лаками и т.п.) для придания завершенного вида.

Описанным способом получают мозаичные изделия различной конфигурации. Он позволяет повысить качество изготовления мозаичного изделия за счет отсутствия зазоров между его элементами. Отсутствие зазоров между элементами мозаики создает целостное восприятие изделия. Исключаются также работы по подгонке элементов мозаики при соединении их с основой и трудоемкие процессы предварительного соединения элементов мозаики между собой, что значительно упрощает технологию изготовления.

Источники информации

1. Патент RU 2080008 С1, кл. В 44 С 1/28, 11.11.94.

2. Патент RU 2101193 С1, кл. В 44 С 1/28, 5/04, 14.09.93.

3. Патент RU 2019426 С1, кл. В 44 С 5/04, 25.11.93.